本實(shí)用新型屬于燈光照明、LED顯示屏控制技術(shù)，具體是一種基于FPGA（Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，簡(jiǎn)稱FPGA）的LED景觀燈控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前市場(chǎng)上存在很多各種各樣的LED燈光控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)通常是針對(duì)于固定的功能或者針對(duì)于客戶的需求而定做的，所以對(duì)于大多數(shù)的控制器很難做到通用；現(xiàn)有LED燈光控制系統(tǒng)輸出變化信號(hào)速度低,LED燈光鏈路的數(shù)量,色階灰度,單位時(shí)間變化的幀數(shù)都比較小,滿足不了大規(guī)模、全色彩的要求；
現(xiàn)有LED燈光控制系統(tǒng)不易構(gòu)建大型系統(tǒng)，隨著景觀燈控制系統(tǒng)規(guī)模的加大,系統(tǒng)需要配備的控制芯片將增多,成本增高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)。
這種控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便、通用性強(qiáng)，適用于多通道且控制響應(yīng)及時(shí)，能夠滿足高速度、大規(guī)模、全色彩,可遠(yuǎn)程下載控制等應(yīng)用要求，具有節(jié)約成本、實(shí)時(shí)性好、易于維護(hù)升級(jí)等特點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：
一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)，包括
SDRAM內(nèi)存，所述SDRAM內(nèi)存用來(lái)暫存PC上位機(jī)6發(fā)過(guò)來(lái)的光效文件及處理過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)；
SD卡模塊，所述SD卡模塊用于存儲(chǔ)光效文件，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)從 SD卡中讀取光效文件；
觸摸屏，所述觸摸屏用于對(duì)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制調(diào)節(jié)，如菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)等，采用觸摸屏主要是為了提供一個(gè)友好的操作界面，用戶能夠通過(guò)界面看到當(dāng)前演示的是哪個(gè)光效文件和光效文件基本信息，以及當(dāng)前演示文件的刷新率等信息；
FPGA模塊，所述的FPGA模塊包括嵌入式處理器和通過(guò)Avalon總線與嵌入式處理器連接的SDRAM控制模塊、SD卡控制模塊、觸摸屏控制模塊、SPI總線模塊、自適應(yīng)波特率串口模塊、協(xié)議發(fā)送器，嵌入式處理器通過(guò)Avalon總線對(duì)SDRAM控制模塊、SD卡控制模塊、觸摸屏控制模塊、SPI總線模塊、自適應(yīng)波特率串口模塊、協(xié)議發(fā)送器進(jìn)行讀寫操作；
以太網(wǎng)模塊，所述以太網(wǎng)模塊用于PC上位機(jī)和FPGA模塊間傳送光效數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊設(shè)有RJ45接口，用于連接PC上位機(jī)；
PC上位機(jī)，所述PC上位機(jī)用于對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的控制操作，PC上位機(jī)可通過(guò)以太網(wǎng)模塊向SPI總線模塊發(fā)送光效數(shù)據(jù)，也可通過(guò)自適應(yīng)波特率串口模塊與FPGA模塊通信，波特率可以在1800bps—3Mbps之間任意設(shè)定；
驅(qū)動(dòng)芯片，所述驅(qū)動(dòng)芯片用于驅(qū)動(dòng)LED燈具發(fā)出不同彩光；
所述FPGA模塊分別與SDRAM內(nèi)存、SD卡模塊、觸摸屏、以太網(wǎng)模塊和驅(qū)動(dòng)芯片電連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端連接LED燈具。
所述觸摸屏為lcd觸摸屏， lcd觸摸屏顯示清晰，方便操作。
所述嵌入式處理器為Nios II嵌入式處理器。
所述協(xié)議發(fā)送器為DMX512協(xié)議發(fā)送器。
所述協(xié)議發(fā)送器為至少2個(gè)。
所述以太網(wǎng)模塊為W5500芯片。
所述驅(qū)動(dòng)芯片為DMX512PF芯片。
所述驅(qū)動(dòng)芯片7為至少2個(gè)。
所述LED燈具8為至少2個(gè)。
當(dāng)系統(tǒng)上電以后,首先進(jìn)行FPGA模塊的配置, 然后FPGA模塊完成對(duì)觸摸屏、SD卡模塊、以太網(wǎng)模塊的初始化工作，進(jìn)入主菜單界面，等待后續(xù)操作；SD卡控制模塊從SD卡模塊讀取配置文件，如果需要更改控制系統(tǒng)的工作模式，可以通過(guò)修改SD卡內(nèi)的配置文件，還可以通過(guò)觸摸屏的菜單選項(xiàng)，方便得進(jìn)行控制系統(tǒng)菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)；配置完成后，F(xiàn)PGA模塊根據(jù)設(shè)置的兩種模式工作，如果為本地模式，則從SD卡讀取光效文件；若為遠(yuǎn)程模式，則FPGA模塊接收PC上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)模塊或者自適應(yīng)波特率串口模塊發(fā)過(guò)來(lái)的景觀光效數(shù)據(jù)，緩存在SDRAM內(nèi)存中，此時(shí)，通過(guò)點(diǎn)擊觸摸屏的開(kāi)始播放按鈕，緩存的光效信息轉(zhuǎn)化為滿足驅(qū)動(dòng)芯片協(xié)議的信號(hào)發(fā)送給下游的鏈路的LED驅(qū)動(dòng)芯片, 驅(qū)動(dòng)芯片會(huì)自動(dòng)的截取三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，剩余的數(shù)據(jù)接著往后傳輸，而驅(qū)動(dòng)芯片截取的三個(gè)數(shù)據(jù)則被解析為三個(gè)輸出管腳對(duì)應(yīng)級(jí)別的電流大小，從而得到三個(gè)通道不同的電流值，全彩 LED 燈具也呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的混合顏色。
這種控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便、通用性強(qiáng)，適用于多通道且控制響應(yīng)及時(shí)，能夠滿足高速度、大規(guī)模、全色彩,可遠(yuǎn)程下載控制等應(yīng)用要求，具有節(jié)約成本、實(shí)時(shí)性好、易于維護(hù)升級(jí)等特點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。
實(shí)施例：
參照?qǐng)D1，一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)，包括
SDRAM內(nèi)存1，所述SDRAM內(nèi)存1用來(lái)暫存上位機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的光效文件及處理過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)；
SD卡模塊2，所述SD卡模塊2用于存儲(chǔ)光效文件，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)從 SD卡中讀取光效文件；
觸摸屏3，所述觸摸屏用于對(duì)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制調(diào)節(jié)，如菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)等，采用觸摸屏3主要是為了提供一個(gè)友好的操作界面，用戶能夠通過(guò)界面看到當(dāng)前演示的是哪個(gè)效果文件和效果文件基本信息，以及當(dāng)前演示文件的刷新率等信息；
FPGA模塊4，所述FPGA模塊4包括嵌入式處理器9和通過(guò)Avalon總線與嵌入式處理器9電連接的SDRAM控制模塊10、SD卡控制模塊11、觸摸屏控制模塊12、SPI總線模塊13、自適應(yīng)波特率串口模塊14、協(xié)議發(fā)送器15，嵌入式處理器9通過(guò)Avalon總線對(duì)SDRAM控制模塊10、SD卡控制模塊11、觸摸屏控制模塊12、SPI總線模塊13、自適應(yīng)波特率串口模塊14、協(xié)議發(fā)送器15進(jìn)行讀寫操作；
以太網(wǎng)模塊5，所述以太網(wǎng)模塊5用于PC上位機(jī)6和FPGA模塊4間傳送光效數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊5設(shè)有RJ45接口，用于連接PC上位機(jī)6；
PC上位機(jī)6，所述PC上位機(jī)6用于對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的控制操作，PC上位機(jī)6可通過(guò)以太網(wǎng)模塊5向SPI總線模塊13發(fā)送光效數(shù)據(jù)，也可通過(guò)自適應(yīng)波特率串口模塊14與FPGA模塊4通信，波特率可以在1800bps—3Mbps之間任意設(shè)定；
驅(qū)動(dòng)芯片7，所述驅(qū)動(dòng)芯片7用于驅(qū)動(dòng)LED燈具8發(fā)出不同彩光；
所述FPGA模塊4分別與SDRAM內(nèi)存1、SD卡模塊2、觸摸屏3和以太網(wǎng)模塊5驅(qū)動(dòng)芯片7電連接，驅(qū)動(dòng)芯片7的輸出端連接LED燈具8。
所述觸摸屏3為lcd觸摸屏， lcd觸摸屏顯示清晰，方便操作。
所述FPGA模塊4本例為EP4CE10F17C8
所述嵌入式處理器9為Nios II嵌入式處理器。
所述協(xié)議發(fā)送器15為DMX512協(xié)議發(fā)送器。
所述協(xié)議發(fā)送器15為至少2個(gè)，本例為8個(gè)。
所述以太網(wǎng)模塊5為W5500芯片。
所述驅(qū)動(dòng)芯片7為DMX512PF芯片。
所述驅(qū)動(dòng)芯片7為至少2個(gè)。
本例LED燈具8為至少2個(gè)。
當(dāng)系統(tǒng)上電以后,首先進(jìn)行FPGA模塊4的配置, 然后FPGA模塊4完成對(duì)對(duì)觸摸屏3、SD卡模塊2、以太網(wǎng)模塊5的初始化工作，進(jìn)入主菜單界面，等待后續(xù)操作；SD卡控制模塊11從SD卡模塊2讀取配置文件，如果需要更改控制系統(tǒng)的工作模式，可以通過(guò)修改SD卡內(nèi)的配置文件，還可以通過(guò)觸摸屏3的菜單選項(xiàng)，方便得進(jìn)行控制系統(tǒng)菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)；配置完成后，F(xiàn)PGA模塊4根據(jù)設(shè)置的兩種模式工作，如果為本地模式，則從SD卡讀取光效文件；若為遠(yuǎn)程模式，則FPGA模塊4接收PC上位機(jī)6通過(guò)以太網(wǎng)模塊5或者自適應(yīng)波特率串口模塊14發(fā)過(guò)來(lái)的景觀光效數(shù)據(jù)，此時(shí)，通過(guò)點(diǎn)擊觸摸屏3的開(kāi)始播放按鈕，緩存的光效信息轉(zhuǎn)化為滿足驅(qū)動(dòng)芯片7協(xié)議的信號(hào)發(fā)送給下游的鏈路的LED驅(qū)動(dòng)芯片7, 驅(qū)動(dòng)芯片7會(huì)自動(dòng)的截取三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，剩余的數(shù)據(jù)接著往后傳輸，而驅(qū)動(dòng)芯片7截取的三個(gè)數(shù)據(jù)則被解析為三個(gè)輸出管腳對(duì)應(yīng)級(jí)別的電流大小，從而得到三個(gè)通道不同的電流值，全彩 的LED 燈具8也呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的混合顏色。